紫外消毒在制藥行業的應用

代興華　喻鼎石

摘要：紫外消毒被廣泛地應用于制藥醫療行業，相對化學消毒劑殺菌來說具有自身的優缺點，在使用過程中，應盡量運用紫外消毒的優點，避開其自身的缺陷。本文針對如何更好地使用紫外消毒給出了自己的一些觀點。

關鍵詞：紫外消毒;制藥醫療行業;應用研究

中圖分類號：R187 文獻標識碼：A ?文章編號：1003-9082（2020）07-0-01

一、概述

紫外消毒是藥廠潔凈室、傳遞窗空間消毒和水系統消毒經常采用的一種消毒方式，具有使用和管理方便、耗能少、殺菌譜廣、無二次污染、殘留少等特點。

二、原理

不同于化學消毒，紫外消毒是一種物理消毒，主要是通過直接照射使微生物核酸變性以達到消毒目的，因此，它對大多數的細菌和病毒都有殺滅效果。而且，紫外線能使空氣中的氧氣少量轉化為臭氧，從而達到協同消毒的效果，可彌補紫外線只能直線照射，消毒有死角的缺點。

三、紫外消毒的應用

紫外線根據波長的不同可以劃分為：長波紫外線（UVA，400nm～315nm）、中波紫外線（UVB，315nm～280nm）、短波紫外線（UVC，280nm～200nm）、真空紫外線（EUV，200nm～10nm），其中長波紫外線（UVA）穿透力最強，波長越短，穿透能力越弱。UVA能穿透皮膚達到真皮層，不能像UVB和UVC一樣直接傷害核酸以造成曬傷、紅腫等癥狀，但可能引起皮膚癌變。滅蚊燈使用的是UVA波長的紫外線，一般為365nm。

傳統紫外線殺菌燈（UV燈）是一種低壓汞燈，利用汞蒸氣被激發后發射紫外線，用來消毒的是其中的短波紫外線段（UVC，280nm～100nm），尤其以253.7nm左右的紫外線最佳。也使用185nm的紫外線將空氣中的氧氣變成臭氧來達到消毒效果。

四、紫外裝置的要求

相對于化學消毒來說，紫外消毒更環保，不會將額外的化學污染帶入潔凈室，使用和管理也更方便，而且為了達到更好的消毒效果，法規要求廠家要使用兩種或兩種以上的不同種類消毒劑，以達到殺菌譜互補的目的。而紫外消毒因為紫外線的穿透能力有限，所以不能使用普通玻璃作為燈管，通常使用石英玻璃，這樣紫外線的穿透率能達到80～90%。也有采用高硼硅玻璃做燈管的，但是紫外穿透效率<50%，而且隨著使用時間，紫外強度衰減的很快，壽命比石英燈管材質的紫外燈短得多。石英燈管也會隨著使用逐漸老化，紫外照射強度會發生衰退。廠家一般向石英玻璃中添加鈦元素過濾掉185波長的紫外線，以達到減少臭氧的產生，根據鈦元素的含量，紫外燈可分為高臭氧燈、低臭氧燈和無臭氧燈。用戶可根據使用環境自行選擇。

五、紫外消毒的局限性

紫外消毒的使用也有其自身的局限性，多國法規都有明確規定，不得使用紫外消毒代替化學消毒，這主要取決于紫外射線為直線傳播，而且穿透能力小。潔凈區空氣中的水分子和塵埃均會對紫外線有干擾和削弱作用。隨著距離的增加，濕度和空氣污染程度的變大，紫外消毒效果會遞減，消毒時盡量應使消毒部位充分暴露于紫外線下，定期擦拭燈管，以免影響紫外線穿透率及照射強度，消毒環境應進行保證清潔，消毒距離不宜超過2m。

紫外消毒還存在光復活或暗修復的隱患，細菌受致死量的紫外線照射后，3小時內若再以可見光照射，則部分細菌又能恢復其活力，這種現象稱為光復活作用。然而，大量的研究表明，當紫外劑量不小于12mJ/cm2時，光復活的風險基本不存在。因此，為了確保消毒效率，需要保證有足夠的紫外劑量，確保細胞破壞不再具有修復能力。消毒過程和消毒后一段時間最好關閉日光燈，避免光稀釋和可能的光復活。

制藥企業都有潔凈度的要求，很多法規都有明確規定，潔凈室的地面墻面以及設備表面都應有一定的光滑度且沒有不易清潔到的死角，便于日常清潔。但是紫外燈管是直接裸漏在外的，不像日光燈管一樣外面有一個光滑透明的燈罩，這是基于紫外光穿透性弱的特點設計的，這可能會給潔凈室的日常清潔和潔凈度維持帶來一定的影響。

六、影響紫外消毒的因素

照射劑量取決于它的照射強度與照射時間，照射劑量（μW.s/cm2）=照射強度（μW/cm2）×照射時間（s），如用于水的消毒，還應乘以水的透光率。通常，紫外殺死一般的細菌繁殖體劑量需要達到10000μW.s/cm2，殺死細菌芽孢需要達到100000μW.s/cm2，真菌孢子的抵抗力最強，需要照射劑量達到600000μW.s/cm2，按照照射劑量不低于100000μW.s/cm2，照射強度70μW/cm2計算，則輻照時間應不低于24min。根據中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所專家董小平研究團隊發現，強度大于90μW/cm?的UVC照射冠狀病毒，30分鐘就可以完全殺滅SARS病毒。

紫外照射還受到溫度和濕度的影響，一般認為最適溫度為20～40℃，最適濕度為55～60%，濕度在60%以上時，應適當延長照射時間。因為濕度的影響，不建議對剛清潔或噴霧過的區域馬上進行紫外照射。

七、新型紫外裝置的介紹

相對于傳統汞蒸氣紫外燈，新型的Led-UV燈有更多的優勢：

1.冷光源、無熱輻射，UV汞燈輸入能量中只有大約20%的能量產生紫外線，而有20%是可見能源，40%是熱量。LED-UV光源，發出的是高純度單波段紫外光。

2.效率高：UV汞燈光譜寬，對操作者眼睛損傷嚴重，LED-UV的光線能量高度集中在具有有效作用的某紫外光譜段。

3.超長壽命：LED-UV燈的使用壽命是傳統汞燈的10倍以上，且使用壽命不受開關次數影響。

4.瞬間開關，不需要預熱即可達到最大功率紫外輸出，關閉后可以瞬間重新開機，UV傳統汞燈需要通電激發汞蒸汽一段時間后才能運行穩定。

5.能量高，光輸出穩定，照射均勻效果好，提高生產效率。

6.不含汞，也不會產生臭氧，更安全、環保。

7.能耗低，耗電量僅為傳統汞燈式固化機的10%，能節約90%電量。

紫外消毒因為其自身的缺點，必然不能完全代替化學消毒，在用于空間區域消毒的時候，一般是與化學消毒劑協同使用，以達到更好的消毒效果。大家可以根據具體需要選擇合適的消毒方式。